守护级舰满载排水量约2000~2200吨（视型号不同），拥有与21世纪初期数种西方先进舰艇相似的雷达隐身外型，封闭式的上层结构简洁洗练并向内倾斜，并采用封闭式主桅杆，可有效降低雷达截面积。此外，守护级在降低红外线讯号方面也下了不少功夫。守护级的舰体由钢材制造，上层结构大量使用复合材料以减轻重量。守护级首舰守护号采用全柴油机推进，主机为两具功率各11660马力的DDA12000 柴油机 ，最大航速约26~27节，以14节巡航时续航力可达4000海里，能持续在海上操作15天；此外，舰上的电力由四具22-26DG 柴油发电机（单机功率630LW）来提供。
俄罗斯打算在后续建造的20380上使用复合燃气涡轮与柴油机动力系统；苏联解体后，原本负责生产水面舰燃气涡轮的企业体位于乌克兰境内，导致了苏联海军主机受制于乌克兰的窘况；为了解决这个问题，俄罗斯NPO-Saturn遂在圣彼得堡设立船舰汽涡轮主机科研中心，并开始发展M-75系列燃气涡轮，第一种型号为M-75RU，单机功率7000马力，在2006年11月通过国家级测试，适用于2000吨级以下的舰艇；而二种型号则为M-75FRU，单机功率提升为14000马力，在2008年10月24日通过国家验收作业。 未来改良后的Project 20380系列可能使用MF-75FRU作为高速主机，最大航速可望增至30节。 20380的侦测装备包括一套设置在主桅杆顶部的Furke-E S（ E/F）频三维多功能搜索/追踪雷达、一具整合在封闭式主桅杆里面的3Ts-25E Garpun-B（Plank Shave） I频反舰导弹火控雷达、一具Ratep JSC 5P-10E Puma光电/雷达舰炮火控系统、两具SP-520-M2光电/雷达火控系统以及由UOMZ公司提供的光电火控系统；此外，还有三具Parol敌我识别器（IFF）、 Ruberoid通信系统等。Furke-E是一种旋转式相控阵雷达，号称对雷达截面积0.1平方米的空中目标的侦测距离达130km，能同时追踪200个目标，并具备超地平线操作模式。
JSC 5P-10E Puma火控系统安装在舰桥顶部，位于封闭式主桅杆前方的位置；这是俄罗斯海军在21世纪初期开发出来的新型火控装备，主要用来导控AK-190M 100mm舰炮。JSC 5P-10E Puma整合有一具相控阵雷达天线、激光测距仪与电视摄影机，其中雷达部分的最大搜索距离为60km，最多能追踪并锁定四个目标，此火控系统亦装备于俄罗斯售予印度的塔瓦级导弹护卫舰上。两具SP-520-M2光电/雷达火控系统分别位于舰桥上方两侧，整合有火控雷达、光电侦测与激光测距仪，用来指挥AK-630近迫武器系统接战，其光电部分在能见度20km的情况下，最大侦测距离可达10km，对护卫舰等级的水面目标的侦测距离15km，并可锁定时速144km以下的低速空中与水面目标。 武装方面，首艘Project 20380守护号与后续的Project 20381/20385有一些不同。首舰守护号舰首设有一门新型A-190M 100mm主炮，采用隐身造型的炮塔，最大射速高达80发/分，最大射程约20km，舰上共储存332发炮弹；B炮位装有一具CADS-N-1卡什坦（Kastan）炮弹合一近迫武器系统，整合有两门30mm机炮以及射程；烟囱两侧各有一门AK-630 30mm自动机炮，长距离反舰武装是两组四联装SS-N-25（Uran）反舰导弹发射器，设置在主桅杆塔后方，此外还有四具固定式400mm鱼雷发射器，分置于两舷的舱门内。
舰上储有8枚Aquamarin公司生产的Paket-E/NE鱼雷，直径324mm，全长7770px，弹头重80kg，作战距离1400m，作战深度40m，速度25m/s，弹鼻配备声纳寻标器，其搜索角度为正负各45度，搜索距离400m。舰尾设有一个直升机库与飞行甲板，能搭载一架卡-27直升机。
Project 20381的最主要区别，是取消B炮位的卡什坦炮弹合一近迫武器系统，原位置改装鲁道特（Redut）舰载防空导弹系统的三组四联装垂直发射器（外型为方格状）。Project 20381是俄罗斯第一种采用鲁道特防空导弹的舰艇。由于Project 20381属于中小型舰艇，其鲁道特系统只装置9M96E1/2中程防空导弹（9M96E1射程40km，9M96E2射程120km）与9M100短程防空导弹，而不会采用48N6系列长程防空导弹；48N6系列采用Trace via Missile（TVM）导引，需要舰载火控雷达支援追踪导控作业，而Project 20381显然没有相对应的雷达系统。每个垂直发射管能装填四枚9M96E1/2导弹，或16枚9M100。Project 20381其他武器装备如舰艏AK-190M 100mm主炮、两门AK-630 30mm机炮、八枚反舰导弹以及四具鱼雷发射器等，都与首舰守护号相同。
